Способ формирования широких импульсов для управления силовыми вентильными преобразователями и устройство для его осуществления Советский патент 1980 года по МПК H02P13/16 

Изобретение относится к электротехнике и может быть применено в вентильных преобразователях постоянного и переменного тока, а также в электро приводах.

Известен способ формирования широких импульсов управления путем их пре образования в пакеты коротких импульсов. Генерация коротких импульсов обеспечивается при подаче отрицательной полуволны напряжения, а срыв генерации - при подаче запирающего импульса, в который преобразуют положительную полуволну напряжения l. Однако широкие импульсы для управления, полученные после выпрямления пакета коротких импульсов, характеризуются значительными пульсациями.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ формирования широких импульсов для управления вентильными преобразователями, заключающийся в том, что широкие импульсы преобразуют в пакеты коротких биполярных импульсов при раздельной передаче парафазных сигналов по информационному и энергетическому каналам, сформированные пакеты трансформируют

на другой потенциальный уровень с последующим выпрямлением 2.

Данный способ осуществляют устройством формирования широких импульсов для управления силовыьм вентильными преобразователями, которое содержит информационный и энергетический каналы, разделительный импульсный трансформатор и выпрямитель. С помощью этого устройства широкие импульсы преобразуют в биполярные импульсы прямоугольной формы повышенной частоты и одинаковой длительности, которые трансформируют на другой потенциальный уровень. Первую полуволну трансформированного переменного напряжения используют для накопления энергии в конденсаторе, а вторую полуволну для управления процессом передачи накопленной энергии (разрядом конденсатора через тиристор) на управляющий электрод силового вентиля.

Недостатком данного способа, как и всех известных, является то, что он не обеспечивает высокую надежность работы силовых вентильных преобразователей, в особенности переменного тока высокой частоты, так как при его использовании не исключается влияние коммутаций частоты следования коротких импульсов на передний фронт широкого и1У1пульса и не обеспечивается тре буемая крутизна заднего фронта, так как разряд конденсатора происходит длительное время пойле прекращения действия трансформированного переменного напряжения. Целью изобретения является повышение надежности работы преобразователе путем исключения влияния коммутаций частоты следования биполярных импульсов на передний фронт широкого импуль са и формирования его заднего фронта при нулевом токе намагничивания. Это достигается тем, что в способе формирования широких импульсов для уп равления силовыми вентильными преобра зователями, заключающемся в том, что широкие импульсы преобразуют в пакеты коротких биполярных импульсов при раздельной передаче парафазных сигналов по информационному и энергетическому каналам, сформированные пакеты трансформируют на другой потенциальный уровень с последующим выпрямление один из парафазных сигналов преобразуют в последовательность стробирующих импульсов, селектируют в порядке распределения во времени широких импульсов, детектируют, и получают информационный сигнал, а второй парафаз ный сигнал делят по частоте следовани пополам, и производят импульсную селекцию полученной прИ этом последовательности энергетических импульсов информационным сигналом. На фиг. 3 представлена осциллограмма парафазного сигнала опорной час тоты следования; на фиг. 4 - осциллог рамма последовательности стробирующих импульсов; на фиг. 5 - осциллограмма последовательности импульсов после деления исходного сигнала по частоте следования пополам; на фиг. б - осцил лограмма сформированного переднего фронта широкого импульса для управле ния; на фиг. 7 - осциллограмма сформ рованного заднего фронта широкого им пульса для управления-, на фи,г. 8 осциллограмма тока намагничивания. На фиг. 1 представлена функционал ная схема устройства,в котором реали зуют предлагаемый способ; на фиг. 2 временные диаграммы, поясняющие рабо ту устройства. Формирование широких импульсов дл управления вентильными преобразовате лями производят на базе парафазных сигналов опорной частоты следования (см. фиг. 3) по двум каналам: информ ционному и энергетическому. Один из парафазных сигналов подают на вход информационного канала и преобразуют в последовательность стробирующих импульсов (см. фиг. 4). Производят импульсную селекцию указанной последовательности в порядке распределения во времени широких импульсов. Па кеты стробирующих импульсов детектируют и на выходе указанного канала получают информационный сигнал о распределении во времени передних и задних фронтов широких импульсов. Второй парафазный сигнал подают на вход энергетического канала. Этот сигнал делят по частоте следования пополам. Полученную последовательность энергетических импульсов, изображенную на фиг. 3, селектируют по информационному сигналу. В результате получают ряд пакетов энергетических коротких импульсов. Передний фронт каждого пакета, представленный на фиг. 4, соответствует моменту совпадения переднего фронта информационного сигнала с серединой ближайшего последующего энергетического импульса, и таким образом исключают влияние коммутаций частоты следования биполярных импульсов. Задний фронт каждого пакета, представленный на фиг. 5, соответствует моменту совпадения заднего фронта широкого импульса с серединой ближайшего последующего энергетического импульса, т.е. нулевому току намагничивания, изображенному на фиг. 6. Таким образом, гарантируют крутизну заднего фронта. Сформированные пакеты энергетических импульсов усиливают. Парафазные энергетические импульсы преобразуют в короткие биполярные импульсы равной длительности и частоты следования. Трансформируют пакеты биполярных коротких импульсов на потенциальный уровень, выпрямляют их, и на управляющие электроды силовых вентилей подают широкие импульсы с гарантированной крутизной переднего и заднего фронтов. Устройство формирования широких импульсов управления вентильными преобразователями имеет два канала: информационный и энергетический. Информационный канал содержит одновибратор. 1, вход которого соединен с одним из выходов генератора 2 парафазных сигналов опорной частоты, а выход со входами элементов 3 и 4 задержки, выполненных по схеме совпадения, выход формирователя широких импульсов (на чертеже не показан), подключен к одному из элементов задержки непосредственно и ко второму - через инвертор 5. Кроме того, информационный канал содержит RS-триггер б, выполняющий роль детектора, который своими входами соединен с выходами элементов 3 и 4 задержки, а выходом - со входом распределителей 7 и 8 парафазных сигналов, выполненных по схеме совпадения. Энергетический канал содержит дискретный делитель 9 частоты, вход которого подключен к выходу генератора 2, а выход соединен со вторыми входами распределителей 7 и 8 парафазных сигналов, выходы которых через усилители 10 и 11 мощности подключены к первичной обмотке разделительного им пульсного трансформатора 12, Выходно устройство 13 выполнено по двухтактной схеме. Генератор 2 вырабатывает парафазные сигналы опорной частоты (см. фиг. 8). С одного из выходов генератора 2 парафазный сигнал поступает н одновибратор 1, который дифференциру ет их по переднему фронту в стробиру ющие импульсы cf . Сигнал С с формиро вателя широкого импульса по информационному каналу поступает на вход элемента 3 задержки, а инвертированный - на вход элемента 4. Таким обра зом появляются стробирующие импульсы по отношению к первому из которых за держивается передний фронт информационного сигнала С широкого импульса на величину Т . Задний фронт инфо мационного сигнала С задерживается до следующего за ним стробирующего импульса на величину Т. RS-триггер запоминает уровни информационного сигнала по переднему и заднему фронтам. Со второго выхода генератора 2 по энергетическому каналу парафазный сигнал опорной частоты поступает на дискретный делитель 9 частоты, на вы ходе которого получаются парафазные сигналы f и (см. фиг. 8), частота которых вдвое меньше опорной частоты при этом середины их-совпадают с моментом появления на выходе одновибратора 1 стробируЬ)щего импульса. Пар фазные сигналы f и поступают на первые входы распределителей 7 и 8 парафазных сигналов, на вторые входы которых подается с RS-триггера 6 информационный сигнал . Подачей па рафазных сигналов поочередно через усилители 10 и 11 мощности к началу и концу полуобмоток первичной обмотки имJIyльcнoгo трансформатора 12, осуществляется подключение источника питания ЕП- При этом формируются биполярные импульсы заполнения широкого импульса и . С выходного устройства 13 снимается сигнал Ug ecyщий в себе информацию и энергию широкого импульса управле-ния с крутым передним и зад ним фронтами. Формула изобретения 1. Способ формирования широких импульсов для управления силовыми вентильными преобразователями, заключающийся в том, что широкие импульсы преобразуют в пакеты коротких биполярных импульсов при раздельной передаче парафазных сигналов по информационному и энергетическому каналам, сформированные пакеты трансформируют на другой потенциальный уровень с последующим выпрямлением, отличающийс я тем, что, с целью повышения надежности работы вентильных преобразователей путем исключения влияния коммутаций частоты следования биполярных импульсов на передний фронт широкого импульса и формирования его заднего фронта при нулевом токе намагничивания, один из парафазных сигналов преобразуют в последовательность стробирующих импульсов, селектируют в порядке распределения во времени широких импульсов, детектируют, и получают информационный сигнал, а второй парафазный сигнал делят по частоте следования пополам, и производят импульсную селекцию полученной при этом последовательности энергетических импульсов информационным сигналом. 2. Устройство для осуществления способа формирования широких импульсов для управления силовыми вентильными преобразователями по п. 1, содержащее информационный и энергетический каналы, разделительный импульсный трансформатор и выпрямитель, о т л ичающееся тем, что информационный канал содержит RS-триггер, инвертор, одновибратор и элементы задержек, энергетический канал содержит дискретный делитель, причем в информационном канале первые входы элементов задержки через одновибратор подключены к выходу генератора парафазных сигналов опорной частоты, а вторые входы - к выходу формирователя широких импульсов так, что один из них подключен к последнему непосредственно, а другой - через инвертор , их выходы соединены со входами RS-триггера, выход которого подключен к первым из двух входов распределителей парафазных сигналов, вторые входы которых соединены с соответствующими выходами дискретного делителя частоты энергетического канала, вход которого подключен к выходу генератора парафазных сигналов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 424280, кл. Н 02 Р 13/16, 1974. 2.Выложенная заявка ФРГ № 2436282, кл. Н 02 М 1/04, 1976.

Фиг.1